@article { author = {Shams Kolahi, Mohammad and Hashemi, Ataollah}, title = {The Effects of Evaporation and Convection on Skin Tissue Temperature Distribution}, journal = {Iranian Journal of Biomedical Engineering}, volume = {5}, number = {1}, pages = {57-66}, year = {2011}, publisher = {Iranian Society for Biomedical Engineering}, issn = {5869-2008}, eissn = {9685-8006}, doi = {10.22041/ijbme.2011.13141}, abstract = {Recent technological and industrial advances have increased the number of skin burns due to human body exposure to heat in a fire or hot and mechanized environment. In addition, hot environment can produce a strain on a human body leading to discomfort and heat stress and even death. In hot summer days, many people suffer from heat stroke, dehydration and loss of body fluid. Therefore, the subject of studying thermal energy transport in living tissues is useful for assessing skin burns accurately, better understanding the thermoregulatory system of the body and for developing thermal protection standards. In a hot environment, the most important factor to control the body temperature is evaporation. Accordingly, this study solves one dimensional Pennes’ bio-heat equation by means of backward finite difference formulation. Physical and physiological factors taken into account are: sweat secretion, capillary blood circulation (perfusion), metabolic heat, heat and water exchange with the environment through convection and evaporation. Initially, the model is validated using the work of Zhao et al. Then, the evaporation term is added to the model to study the effect of ambient temperature variation on skin tissue temperature. The results show that thermal disease such as hyperthermia can be expected if uncovered skin is held for a specific time at hot environment. It is observed that increasing ambient temperature causes a shift in the location of the maximum temperature toward the surface of the skin, i.e., the maximum temperature occurs at the depth of about 9 and 7.6 mm of skin surface for ambient temperature of 50 and 60°C, respectively.}, keywords = {Pennes’ Bioheat,Biomechanics,Skin temperature,Evaporation,Convection,Contact analysis,Finite difference Methods}, title_fa = {بررسی اثر محیط و تبخیر بر دمای پوست}, abstract_fa = {با گسترش تکنولوژی در سطح دنیا و افزایش روزافزون تجهیزات اشتعال‌زا و به سبب آن افزایش میزان مرگ و میر بر اثر جراحات ناشی از سوختگی شایسته است پدیده سوختگی از مبحث مهندسی پزشکی و دیدگاه بیومکانیکی بررسی شود. علاوه بر این آب و هوای گرم نیز باعث ایجاد صدمات سوختگی و تخریب بافت پوستی می‌شود. در روزهای گرم تابستان افراد زیادی بر اثر گرمازدگی، تبخیر زیاد آب بدن و سوختگی فوت می‌کنند، در نتیجه مطالعه حرارتی پوست می‌تواند به درک بهتر سیستم کنترل دمای بدن کمک کند و باعث پیشرفت در حوزه محافظ‌های پوستی و استانداردهای ایمنی شود. در محیط گرم، تعرق مهمترین عامل برای تغییر دما، بر اساس سیستم تنظیم دمای بدن است. در این پژوهش ابتدا فرمولبندی و حل به روش تفاضل محدود معکوس مدل با روش زاو و همکاران ارزیابی شده است. سپس برای بسط دادن مدل انتقال حرارت زیستی پنس با اضافه کردن جملة تبخیر به شرط مرزی سطح پوست و تغییر شرایط مرزی و افزودن مؤلفه تبخیر به آن، نتایجی در مورد توزیع دما در پوست بدست آمده است. این مدل برای تحلیل اثر تغییر دمای محیط، شرایط محیطی مختلف و فعالیت بدنی مشخص بر دمای گذرای پوست و همچنین برای تعیین دمای نهایی بافت زنده به کار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد در صورت عدم تعرق، دمای بدن به سرعت افزایش یافته؛ گرمازدگی و سوختگی رخ خواهد داد و نیاز فوری به نوشیدن آب خواهد بود. همچنین افزایش  دمای محیط، محل بیشینه درجه حرارت را به سطح پوست منتقل میکند. برای مثال، بیشترین مقدار دما در     mm9و mm 6/7از سطح پوست به ترتیب برای دمای محیط50°C و60°C رخ می‌دهد؛ یعنی بیشترین آسیب دیدگی حرارتی در این محل واقع می‌شود.}, keywords_fa = {بافت پوست,تعریق,معادله انتقال حرارت زیستی پنس,حل عددی پسرو,جابجایی,سوختگی}, url = {https://www.ijbme.org/article_13141.html}, eprint = {https://www.ijbme.org/article_13141_bd283fe0b26c096d49e5c6c02a041fb2.pdf} }